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金属基相变储热材料的储能密度大,导热率高,性能稳定,过程易控,寿命长,在中、高温储热方面具有广泛的应用前景。与相对成熟的Al基相变储热材料相比,Mg基合金可作为一种潜在的相变储热材料。本文基于密度测试、金相分析、XRD衍射、综合热分析DSC、电子探针(EPMA)等测试手段,研究了Mg-Al-Zn系合金相变储热材料的微观组织和热物理性能。通过热循环试验和静态腐蚀试验,分别研究了Mg-25Al-15Zn-14Cu合金的热循环稳定性和与容器材料之间的相容性。主要得出结论如下：(1)在Mg-Al-Zn系合金中,随着A1含量的提高、Zn含量的降低,合金密度逐渐降低。加入Cu、Si元素后,合金密度有所提高。(2) Mg-Al-Zn合金组织主要由初晶相a(Mg)固溶体基体、β-Mg17Al12和Mg32(Al,Zn)49组成。加入Cu、Si元素后有CuZn相、MgAl2Cu、Mg2Si新相形成。Mg-25Al-15Zn-14Cu合金铸态组织中的化合物形态主要有骨骼状、块状、鱼骨状、颗粒状和层片状、网状等6种形态。(3) Mg-25Al-15Zn、Mg-25Al-15Zn-8Cu、Mg-25Al-15Zn-14Cu、Mg-25A1-15Zn-5Si合金相变温度分别为412.1℃、405.9℃、407.5℃、434.2℃,相变潜热值为175.4J/g、209.3J/g、204.7J/g、218.4J/g。相变温度和相变潜热的改变是由于新相的形成以及相的形态发生改变。Cu、Si的加入形成了新相,增大了相变潜热,但也在一定程度上提高了合金的相变温度。(4) Mg-25Al-15Zn-14Cu合金热循环前后储热合金试样的物相没有发生变化,但显微组织结构变化明显。热循环前的细小晶粒经热循环后变得粗大,白色块状和骨骼状化合物有向基体相固溶的趋势。1000次热循环后,相变温度的增幅为1.87%,相变潜热减小了7.35%,合金密度增大了9.53%。Mg基相变储热材料在长期热循环过程中表现出良好的稳定性。(5)相容性试验表明,碳钢的浸蚀层呈不规则松散带状,不锈钢的浸蚀层较规则、平整致密。熔融态镁基合金对浸蚀材质的腐蚀形式,以Mg原子在高温状态下向浸蚀试样扩散为主,同时形成少量的中间合金。由于不锈钢中的合金元素会在晶界偏聚,阻碍Mg原子向基体扩散,比C原子的阻碍作用强,使得浸蚀层的生长变缓慢,故腐蚀速率低于碳钢。